(57)【要約】【課題】高引火性揮発ガスを発生させる有機溶剤を扱う上で摺動機構を用いないという従来例の好ましい点を継承しつつ、計量完了時に瞬間的に減圧室を浮子にて閉塞して有機ガスが室内に漏れ出ないようにすることをその課題とする。【解決手段】減圧室１１は、気体出入管路１３が設けられ、その内径が浮子２０の移動可能にて浮子２０の外径と等しく形成された上部１１ｕと、浮子２０の外径よりも大きく、連通孔２２を介して液体計量部２１に連通し、内周面に浮子２０を上部１１ｕにガイドするガイド突条２４が形成された下部１１ｄとに分かれている。【選択図】図１
2010255606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(1-a)  圧力切替装置に接続され、圧力切替装置の減圧時に所定量の被計量液体を吸引し、被計量液体を非減圧時に被充填用容器に吐出充填する液体計量充填装置であって、
(1-b)  その天井部に設けられた気体出入管路を介して圧力切替装置に接続され、吸引された被計量液体の水位と共に上下動する浮子が内部に収納された減圧室と、
(1-c)  連通孔が穿設された隔壁を介して減圧室下に設けられ、被計量液体を吸引する液体吸引管路及び吸引して計量された被計量液体を吐出して被充填用容器に吐出充填する計量液体充填管路が設けられた液体計量部とで構成され、
(1-d)  減圧室は気体出入管路が設けられ、その内径が浮子の移動可能にて浮子の外径と等しく形成された上部と、浮子の外径よりも大きく、連通孔を介して液体計量部に連通し、内周面に浮子を上部にガイドするガイド突条が形成された下部とに分かれていることを特徴とする液体計量充填装置。
【請求項２】
浮子は中空球形或いは天井部側の頭部が半球形、胴部が円筒状の砲弾型で、内部が空洞状態に形成されている事を特徴とする請求項１に記載の液体計量充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は例えば自動車の修理工場や一般の機械装置の洗浄用として使用される有機洗浄剤の詰め替え式の再充填缶に有機溶剤を計量して再充填するための液体計量充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の修理工場や一般の機械装置の洗浄用として使用される有機洗浄剤として、アルコールやアセトンなどの高引火性液体が使用される。その一つの再充填装置として特許文献１に記載されるような定量ポンプＢが提案されている。図５には、その主要部を抜粋している。
【０００３】
この定量ポンプＢは引火性の高い有機溶剤Ｌを計量するために、機械的な摺動部を設けていない構造で、具体的には、加圧エア導入によるベンチュリ作用を利用して内部に減圧領域を形成させるエア導入部１と、この減圧状態のエア導入部１に吸引路２を介して連通され、エア導入部１によって減圧される減圧室３と、貯蔵タンク（図示せず）から有機溶剤Ｌを吸引する吸引口（図示せず）及び計量された有機溶剤Ｌを再充填缶（図示せず）に吐出充填する吐出口（図示せず）が設けられたシリンダ部（図示せず）と、減圧室３とシリンダ部とを繋ぐ連通管４と、減圧室３内に配置されたフロート（浮子）５とを備え、エア導入部１に加圧エアを導入することにより減圧室３内及びシリンダ部内が減圧され、それによって吸引口から液体計量部内にアルコールやアセトンなどの高引火性有機溶剤Ｌが吸引され、吸引された有機溶剤Ｌがさらに連通管４を通って減圧室３内に導入されることによってフロート５が浮揚して吸引路２を塞ぎ、それによって一定量の引火性液体である有機溶剤Ｌが吸引保持され、そして、エア導入部１への加圧エアの供給を停止することによって減圧室３内を減圧状態から開放し、シリンダ部内の引火性液体である有機溶剤Ｌを吐出口から吐出させて再充填缶に充填するものである。
【０００４】
この方法では機械的な摺動部分がなく高引火性液体である有機溶剤Ｌの吸引計量には優れているものの、計量時におけるフロートによる吸引路２の閉塞が、エア導入部１による減圧室の減圧に伴う高引火性有機溶剤Ｌの水位上昇とこれによるフロート浮揚、フロート５の吸引路の開口部に設けられたＯリング６への密着によって行われるため、図５に示すように、有機溶剤Ｌ内にその下部が沈んでいるフロート５がＯリング６と密着する時に、有機溶剤ＬがＯリング６とフロート５との間の僅かな隙間７から吸引路２内に吸い込まれ、エア導入部１を通ってエア導入部１の排気口（図示せず）から外部（室内）に液状或いはスプレー状で放出され、室内に健康を害する虞のある有機ガスの臭いが立ち込めるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２９９８４０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明では、高引火性揮発ガスを発生させる有機溶剤を扱う上で摺動機構を用いないという従来例の好ましい点を継承しつつ、計量完了時に瞬間的に減圧室をフロート（浮子）にて閉塞して有機溶剤そのものは勿論、有機ガスも室内に殆ど漏れ出ないようにすることをその課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の液体計量充填装置Ａは、
(1-a)  圧力切替装置３０に接続され、圧力切替装置３０の減圧時に所定量の被計量液体Ｌを吸引し、被計量液体Ｌを非減圧時に被充填用容器１７に吐出充填する液体計量充填装置Ａにおいて、
(1-b)  その天井部１２に設けられた気体出入管路１３を介して圧力切替装置３０に接続され、吸引された被計量液体Ｌの水位と共に上下動する浮子２０が内部に収納された減圧室１１と、
(1-c)  連通孔２２が穿設された隔壁２３を介して減圧室１１下に設けられ、被計量液体Ｌを吸引する液体吸引管路１６及び吸引して計量された被計量液体Ｌを吐出して被充填用容器１７に吐出充填する計量液体充填管路１９が設けられた液体計量部２１とで構成され、
(1-d)  減圧室１１は気体出入管路１３が設けられ、その内径が浮子２０の移動可能にて浮子２０の外径と等しく形成された上部１１ｕと、浮子２０の外径よりも大きく、連通孔２２を介して液体計量部２１に連通し、内周面に浮子２０を上部１１ｕにガイドするガイド突条２４が形成された下部１１ｄとに分かれていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２は、請求項１に記載の液体計量充填装置Ａの浮子２０の形状に関し、浮子２０は中空球形或いは天井部１２側の頭部が半球形、胴部２０ｂが円筒状の砲弾型で、内部が空洞状態に形成されている事を特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の液体計量充填装置Ａにあっては、減圧室１１が上部１１ｕと下部１１ｄとに分かれ、上部１１ｕの内径が浮子２０の外径と等しく形成され、下部１１ｄが浮子２０の外径よりも大きくて、その内周面に浮子２０を上部１１ｕにガイドするガイド突条２４が形成されているので、減圧により減圧室１１内に被計量液体Ｌが流入して、浮子２０を上部１１ｕに向けて浮き上がらせ、浮子２０の外周面が上部１１ｕの下部側開口縁内周に一致し、上部１１ｕに入り込もうとした処（この時点が計量完了時点である。）で、浮子２０の外周面と上部１１ｕの下部側開口縁内周との隙間ｔが極く僅かであるため閉塞されて、この隙間ｔから空気が上部１１ｕ側に極く僅かしか流入せず、前記隙間ｔからの極く僅かの空気流入量に比べて圧力切替装置３０による大量の吸引によって、該吸引と共に上部１１ｕ内の減圧度が急速に高まって浮子２０が上部１１ｕ内に急速に吸い込まれ、瞬間的に上部１１ｕに開口する気体出入管部１３を閉じ、被計量液体Ｌの吸い込みは勿論、上部１１ｕからの有機ガスの匂いの流出も計量完了と殆ど同時に遮断することになり、これにより室内への有機ガスの漏れも殆どなくなる。
【００１０】
請求項２のように、浮子２０を砲弾型にしておくと、浮子２０の側面の直線部分２０ｃが上部１１ｕ内に引き込まれたとき、上部１１ｕの内周面との近接長さが長くなって、中空球体の場合に比べて当該部分の閉塞がより完全に行われる。またこの長い直線部分２０ｃにより、浮子２０が減圧室１１内でフラフラせず、正確に上下動することになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明装置の液体吸引時の縦断面図
【図２】本発明装置の液体吸引途中の主要部の縦断面図
【図３】本発明装置の液体吸引完了状態の主要部の縦断面図
【図４】本発明装置の減圧室の横断面図
【図５】従来例の要部断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を図示実施例により詳述する。液体計量充填装置Ａは、中空円筒状の充填装置本体１０を有しており、減圧室１１が内部に形成された本体上部１０ａと、液体計量部２１が内部に形成された本体下部１０ｂとに分かれ、気密用Ｏリング２５を介して気密状にて接続されている。
【００１３】
本体上部１０ａ内の減圧室１１は、下面が開口しており、内部に浮子２０が収納され、その開口下面は、複数の連通孔２２が穿設された隔壁２３で覆われ、浮子２０を閉じ込んでいる。
【００１４】
減圧室１１の内部は、上部１１ｕと下部１１ｄとに上下に分割されている。上部１１ｕの天井部１２には、吸引管部２７が穿設され、上部１１ｕの内径は、浮子２０が移動可能にて浮子２０の外径と極く僅かな隙間を設けた状態で形成されている。吸引管部２７の天井開口縁には、閉塞用Ｏリング２６が嵌め込まれている。
【００１５】
下部１１ｄは、その内径が上部１１ｕの内径よりも大きくて上部１１ｕと同心円に形成され（従って、上部１１ｕも下部１１ｄもいずれも横断面は円形である。）、その内周面に所定の間隔で複数のガイド突条２４が下部１１ｄの軸方向に平行に突設されている。そして、ガイド突条２４の先端を結ぶ内周円は、上部１１ｕの内径と等しく、浮子２０がスムーズに上部１１ｕと下部１１ｄとの間を移動できるようになっている。上部１１ｕの天井面までの高さは、浮子２０が砲弾型の場合は、その半球状の頭部２０ａの半径高さよりも大きく、浮子２０の頭部２０ａ全体が上部１１ｕ内に収納されるようになっている。浮子２０が中空球形の場合は、その外周面に対する半径より大きくなっている。
【００１６】
下部１１ｄの下面には、隔壁２３が装着されており、隔壁２３には、複数の連通孔２２が穿設され、穿設された連通孔２２は、浮子２０の外径より大きい同心円上にてガイド突条２４と浮子２０の外径との間で且つ隣接するガイド突条２４間に配置されている。
【００１７】
浮子２０は、図の実施例の場合は、頭部２０ａが半球形、胴部２０ｂが円筒状の砲弾型であり、胴部２０ｂの外側面（直線部分２０ｃ）は直線状であって内部が空洞状態に形成され、下面が開口している。胴部２０ｂの外側面は、浮子２０の中心軸に平行な直線である。勿論、浮子２０の形状は、このような砲弾型に限られず、図示していないが中空球形或いは縦長長円形の回転体などその他の浮子２０として適切な形状ものが選定される。なお、浮子２０や液体計量充填装置Ａの材質は、有機溶剤に侵されない金属材料で形成されていることが好ましい。また、前記砲弾型浮子２０に関し、下面開口でなく中空下面閉塞状のものとしてもよいことは言うまでもない。
【００１８】
本体下部１０ｂには、上面開口の空洞が形成されており、この部分が液体計量部２１となる。そして、その底部１４内或いは図のように管を介して逆止弁１５が設けられている。逆止弁１５内には、逆止ボール１５ａが収納されている。必要があれば、図示しないバネで閉塞方向に押圧するようにしてもよい。逆止弁１５の先端には、液体吸引管部１６が取り付けられ、その先端は、液体収納容器２８に挿入されている。
【００１９】
更に、本体下部１０ｂの側面下部に計量液体充填管部１９が設けられており、被充填用容器１７にその先端が接続され、計量された被計量液体である有機溶剤Ｌを充填するようになっている。計量液体充填管部１９の途中には、排出側開閉弁１８が設けられている。
【００２０】
圧力切替装置３０は、本実施例では、ベンチュリ作用を利用する公知の構成のものが使用される。勿論、圧力切替装置３０は、減圧室１１内を減圧状態にするという役目だけなので、排気ポンプのような減圧装置に接続された減圧源を用いても良い。
【００２１】
以下、圧力切替装置３０を簡単に説明すると、入り口から奥に向かうに連れてその断面積が次第に減少する入口側ノズル孔３１イを有する入口側ノズル部３１と、入口側ノズル部３１の出口側内に螺入され、内部にその先端から入り口に向かって次第にその断面積を増大する出口側ノズル孔３２イを有する出口側ノズル部３２とで構成され、入口側ノズル孔３１イの小断面出口部分３１ａと出口側ノズル孔３２イの小断面入口部分３２ａとの対向部分に間隙３３が設けられ、この間隙３３に通孔３４が形成され、この通孔３４と液体計量充填装置Ａの本体上部１０ａの吸引管部２７とが連通管３５で接続され、通孔３４、吸引管部２７及び連通管３５で気体出入管路１３を構成する。
【００２２】
前記入口側ノズル孔３１イの小断面出口部分３１ａと出口側ノズル孔３２イの小断面入口部分３２ａとの対向部分を含むその近傍部分が圧力切替装置３０に加圧空気を供給したときに減圧領域Ｐを形成する。そして、圧力切替装置３０の入口側ノズル部３１の入り口には加圧配管３６が接続され、これに入口側開閉弁３７が設置されている。
【００２３】
用いられる被計量液体Ｌはどのような液体でもよいが、ここでは自動車や機械などの洗浄用の有機溶剤が対象となる。
【００２４】
次に、本発明の作用について説明する。液体計量充填装置Ａの液体吸引管路１６の先端を液体収納容器２８に挿入し、計量液体充填管部１９の先端を被充填用容器１７に接続して排出側開閉弁１８を閉じる。この状態で圧力切替装置３０の入口側開閉弁３７を開放して圧力切替装置３０に加圧空気を供給すると、周知のベンチュリ作用により内部に減圧領域Ｐが形成され、これに接続されている減圧室１１の空気が引かれて減圧室１１の内部が急激に減圧される。この減圧により連通孔２２を介して減圧室１１に連通している液体計量部２１も急速に減圧される。
【００２５】
この時点では、浮子２０は自重の方が気体出入管路１３を通って排出される気流による吸引力よりも大きいので、浮子２０は吸い上げられず、隔壁２３上に静置された状態を保つ。従って、液体計量部２１内の空気は連通孔２２、ガイド突条２４間の通路２４ａ（図４）、浮子２０の頭部２０ａを沿って流れ、気体出入管部１３を通って圧力切替装置３０に吸い込まれ、次第に減圧度を高める。そして液体収納容器２８の有機溶剤Ｌに加わる大気圧との気圧差が逆止ボール１５ａの重量より大となった時、逆止弁１５の逆止ボール１５ａが液体吸引管路１６内の有機溶剤Ｌに押し上げられて浮き上がり、液体収納容器２８から有機溶剤Ｌが液体計量部２１内に吸い込まれる。
【００２６】
液体計量部２１及び減圧室１１内の減圧の上昇に伴って液体計量部２１内の有機溶剤Ｌの水位が次第に上昇し、ついには連通孔２２を通って減圧室１１内に入り込む。そして、さらに減圧室１１内での水位（液面）の上昇に伴い、遂には浮子２０が隔壁２３から離れて天井部１２に向かって上昇していく。
【００２７】
水位上昇と共に上昇した浮子２０の頭部２０ａが減圧室１１の上部１１ｕ内に入り、胴部２０ｂが上部１１ｕの下面開口縁にさしかかると、上部１１ｕの内径と胴部２０ｂの外径とが挿脱可能な状態で一致しているので、胴部２０ｂで上部１１ｕの下面開口縁が閉塞されることになる（図２）。胴部２０ｂと上部１１ｕの下面開口縁との隙間ｔは極く狭いものの胴部２０ｂが上部１１ｕ内に殆ど抵抗なく挿入される程度のものである。そして、浮子２０の頭部２０ａ全体が減圧室１１の上部１１ｕ内に入り込んだ状態（図３）の狭い上部１１ｕが圧力切替装置３０の吸引により急速に減圧されて上部１１ｕ内に浮子２０が瞬間的に吸い込まれ、浮子２０の頭部２０ａが吸引管部２７の開口に填め込まれた閉塞用Ｏリング２６に吸着にて密着し、上部１１ｕを閉塞する。これにより水位の上昇が止まり、計量が完了する。
【００２８】
次に、圧力切替装置３０の加圧エア側の開閉弁３７を閉じ、液体計量部２１の排出側開閉弁１８を開くと、圧力切替装置３０内に空気が入り、これが気体出入管部１３に入り込んで大気圧とする。一方、上部１１ｕ内は減圧状態にあるから、その圧力差により浮子２０が閉塞用Ｏリング２６からわずかに離れる。すると、この僅かな隙間から気体出入管部１３内の大気が上部１１ｕ内に入り込み内圧を高める。これにより、減圧室１１内の被計量液体Ｌを押し下げる圧力と、液体収納容器２８内の被計量液体Ｌを押し上げる圧力とが共に等しい大気圧になり、被計量液体Ｌを押し上げる力はゼロとなって逆止弁１５の逆止ボール１５ａが沈下し、液体吸引管路１６を閉じて液体収納容器２８への被計量液体Ｌの逆流を止め、同時に開かれていた排出側開閉弁１８を介して計量液体充填管路１９から液体計量部２１内の被計量液体Ｌが排出されて被充填用容器１７に充填される。
【符号の説明】
【００２９】
Ａ      液体計量充填装置
Ｌ      被計量液体
ｔ      隙間
１１    減圧室
１１ｕ  上部
１１ｄ  下部
１２    天井部
１３    気体出入管路
１６    液体吸引管路
１７    被充填用容器
１９    計量液体充填管路
２０    浮子
２１    液体計量部
２２    連通孔
２３    隔壁
２４    ガイド突条
３０    圧力切替装置
３３    間隙
【図１】
2010255606.tif 000003
【図２】
2010255606.tif 000004
【図３】
2010255606.tif 000005
【図４】
2010255606.tif 000006
【図５】
2010255606.tif 000007